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1、所谓微生生物肥料料，就是是指一类类含有活活微生物物的特定定制品，在在农业应应用中，能能获得特特定的肥肥料效应应，在这这种效应应的产生生中，制制品中活活微生物物起关键键作用。微微生物肥肥料所产产生的肥肥料效果果是由它它们的生生命活动动造成的的。它的的单位面面积的用用量极少少，并不不是直接接作为植植物养料料，而是是靠微生生物在土土壤或植植物根系系的生理理活动，营营造出良良好的植植物生长长环境，起起到促进进生长、提提供肥料料的作用用。因此此微生物物肥料严严格意义义上来说说应称为为菌剂或或接种剂剂。广义上来来说，微微生物肥肥料的功功效主要要是与营营养元素素的来源源和有效效性有关关，或与与作物吸吸收营养
2、养、水分分和抗病病有关，概括起来有以下几个方面：1.增进土壤肥力；2.制造和协助农作物吸收营养；3.增加植物抗病和抗旱能力；4.效力高。VA菌根根的菌丝丝除了吸吸收有益益于作物物的营养养元素，还还能增强强作物吸吸收水分分的作用用，利于于植物抗抗旱能力力。一些些放线菌菌肥料由由于其中中的放线线菌产生生的抗生生素的广广谱性，对对立枯病病菌、猝猝倒病菌菌、棉花花黄萎病病菌及多多种炭疽疽病菌等等30余余种植物物病原微微生物有有抑制作作用。研究微生生物肥料料的作用用机理、制制备及其其施用中中可能出出现的问问题是微微生物肥肥料学的的主要内内容。总总的说来来有以下下几点：1.微生物物肥料的的作用机机理和应应
3、用的限限制性因因素的研研究；2.微生物物肥料中中特定微微生物的的生态学学。微生物物肥料是是将微生生物施入入作物根根际，在在作物根根际生长长后发挥挥作用的的。3.微生物物肥料菌菌株的筛筛选、更更新、复复壮、诱诱变和工工程菌的的构建。微生物肥料的优劣取决于菌肥微生物的好坏。4.微生物肥料的产品质量检测。此外，微生物肥料菌株的发酵培养、种属鉴定等都是微生物肥料学研究的内容。根据不同同的标准准可将现现有的微微生物肥肥料进行行不同的的分类。一一般意义义的微生生物肥料料，只是是指通过过其中所所含的微微生物的的生命活活动增加加植物营营养元素素的供应应量，改改善植物物的营养养状况，使使作物产产量增加加，其代代
4、表品种种是根瘤瘤菌肥。广广义的微微生物肥肥料，指指的是通通过微生生物的生生命活动动不仅提提高营养养元素的的供应，还还产生植植物生长长激素、促促进植物物的吸收收功能或或拮抗病病原微生生物的生生长，减减轻农作作物病虫虫害，例例如植物物促生根根际细菌菌（PGGPR）。依据微生生物肥料料的填充充介质的的不同可可分为固固体粉状状草炭剂剂型、液液体剂型型、颗粒粒剂型、冻冻干剂型型和琼脂脂剂型等等。依据据菌肥中中微生物物的不同同，又可可分为以以下六类类：1.根瘤瘤菌类肥肥料。根瘤菌菌类肥料料是迄今今为止世世界上研研究最早早、应用用时间最最长、应应用最广广泛和效效果最稳稳定的微微生物肥肥料之一一。它利利用根瘤
5、瘤菌与豆豆科植物物共生，植植物根毛毛弯曲形形成根瘤瘤来进行行固氮。现现已生产产的有花花生、大大豆、绿绿豆等根根瘤菌剂剂。近年年来，与与根瘤菌菌具有许许多平行行的新型型共生关关系的非非豆科共共生固氮氮菌引起起国内外外学者的的浓厚兴兴趣，它它就是放放线菌中中的弗兰兰克氏菌菌（Frrankkia），它可可与八科科至少223属的的非豆科科木本植植物形成成共生瘤瘤。2.固氮氮菌肥料料。因共生生固氮菌菌的固氮氮作用受受作物种种类等因因素的限限制，科科学家们们也致力力于自生生固氮菌菌肥料和和联合固固氮菌肥肥料的研研究和开开发。自自生固氮氮菌是荷荷兰学者者别依林林克（BBeijjeriinchh）于11901
6、1年首先先从园土土和运河河水中发发现并分分离的。其其种类很很多，如如圆褐固固氮菌、贝贝氏固氮氮菌、巴巴斯德固固氮梭菌菌等，它它们的共共同特点点是能把把空气中中不能被被作物利利用的880%的的氮气转转化为作作物能吸吸收的氮氮素养料料。此外外，有的的还能生生成刺激激植物生生长和发发育的物物质，刺刺激其他他根际微微生物的的发育，从从而促进进土壤有有机质的的矿化作作用（在土壤微生生物作用用下 ，土土壤中有有机态化化合物转转化为无无机态化化合物过过程的总总称）。3.磷细细菌和硅硅酸盐细细菌肥料料。该类肥肥料的作作用机制制是利用用微生物物繁殖过过程中可可产生一一些有机机酸如乳乳酸、柠柠檬酸和和一些酶酶，从
7、而而使土壤壤中难溶溶性磷酸酸盐矿化化成可溶溶性磷供供作物吸吸收利用用。磷细细菌根据据其作用用方式的的不同可可分为两两种，一一种是无无机磷细细菌，另另一种是是有机磷磷细菌。前前者通过过细菌的的生命活活动产生生酸，溶溶解土壤壤中无效效的无机机磷；后后者通过过细菌的的分解作作用，把把土壤中中无效的的有机磷磷变成有有效的有有机磷。4.VAA菌根真真菌肥料料。菌根是一一些高等等植物根根系与真真菌的联联合共生生体，是是某些真真菌侵染染植物根根部与其其形成的的菌-根根共生体体。菌根根主要分分为外生生菌根和和内生菌菌根两种种。外生生菌根主主要形成成于针叶叶树和阔阔叶树上上，担子子菌的多多数种和和子囊菌菌、半知
8、知菌的一一部分种种参与外外生菌根根的形成成，其中中尤以口口蘑目菌菌的多数数种能形形成菌根根。内生生菌根多多数是担担子菌类类，但内内生菌根根孢子尚尚未能以以人工方方式高密密度繁殖殖。其中中与农业业关系密密切的是是内囊霉霉科中多多数属、种种形成的的泡囊-从枝状状菌根（Vesicular-arhuscular mycorrhiza），简称VA菌根。试验表明菌根的作用很多，如可以使寄主植物的根更有效的从土壤中摄取磷，促进植物对氮、磷、硫、锌和其它一些必须元素的摄取，特别是在低肥力土壤条件下，VA菌根的侵染能增加植物对一些移动性较差的养分的吸收，菌根促进植物吸收土壤铜的作用已被一些试验所证实；可以扩大根
9、的吸收面积，促进根的分枝并延长根的寿命，提高根对水分的吸收效率和抗旱能力；能保护根部免受病原菌的侵袭，及避免冻害；能产生阻抑其它微生物的类似抗生素的物质等。5.复合合微生物物肥料。所谓复复合微生生物肥料料，一类类是菌加加菌的复复合；另另一类是是菌加营营养物质质的复合合。有试试验证明明施用复复合微生生物肥料料的增产产效果比比施用单单一菌肥肥的效果果好。但但复合微微生物肥肥料的运运用和作作用机理理是一个个比较复复杂的问问题，如如多种微微生物的的联合，它它们之间间既有互互惠、协协同也有有互相拮拮抗，还还存在同同一载体体内争夺夺营养物物质和生生存空间间的问题题，并非非想象中中的那么么简单，因因此不能能
10、随意组组合，要要进一步步研究和和验证。6.其它它微生物物肥料土壤中微微生物的的数量以以细菌最最多，放放线菌和和真菌次次之，藻藻类和原原生动物物等的数数量较小小。1.细菌菌。土壤细细菌占土土壤微生生物总数数量的770-990%，主要是腐生性种类，少数是自养性的。细菌数量虽多，但因形体微小，细胞物质重量，即生物量仅占土壤重量的1/10000左右。由于它们的个体小，数量大，与土壤接触的表面积特别大，成为土壤中最大的生命活动面，因而也是最活跃的生活因素，时刻不停的进行着与周围物质的交换。细菌在土壤中的分布以表层为多，随着土层的加深而减少，但厌气性细菌的含量则增加。2.放线线菌。在有机机质含量量高的偏偏
11、碱性土土壤中数数量更多多。3.真菌菌。真菌广广泛存在在于土壤壤耕作层层中，土土壤真菌菌有藻状状菌、子子囊菌、担担子菌和和半知菌菌。真菌菌是好气气性微生生物，在在土壤表表层生长长，耐酸酸。在pHH5.00的土壤壤中，细细菌和放放线菌生生长受到到抑制时时真菌仍仍能良好好生长。4.藻类类。土壤中中生长着着许多藻藻类，大大多数是是单细胞胞的硅藻藻或丝状状的绿藻藻和裸藻藻，偶尔尔有些金金藻、黄黄藻。藻藻类细胞胞内含有有叶绿素素能利用用光能，合合成有机机物。它它们多发发育于土土面和土土壤表层层光照和和水分充充足的地地方。5原生生动物。土壤中中的原生生动物包包括纤毛毛虫、鞭鞭毛虫和和根足虫虫等，它它们都是是
12、单细胞胞能运动动的微生生物，形形体差异异很大，以以分裂形形式繁殖殖。原生生动物以以有机物物质为食食物，吞吞噬有机机残片、细细菌、单单细胞藻藻类和真真菌孢子子。土壤中微微生物的的种类和和数量是是土壤环环境条件件的综合合反应，同同时土壤壤微生物物的活动动也转化化土壤中中各物质质的状态态，改变变土壤理理化性质质和肥力力。土壤壤中的生生物残体体、有机机肥料和和土壤腐腐殖质中中含有氮氮、磷、硫硫和其它它植物营营养元素素的有机机化合物物，它们们的矿化化是植物物营养元元素的主主要来源源，而微微生物是是这一过过程的主主要参与与者。土壤中微微生物生生长最适适的CN比率率约为22511，此时时微生物物吸收的的N全
13、部部用于合合成本身身的细胞胞物质。但但同一微微生物在在进行好好气和厌厌气呼吸吸时需要要的CN比率率不一样样，厌气气呼吸产产生的能能量少而而好气呼呼吸产生生的能量量多。土土壤中有有机残体体的CN比率率在很大大程度上上决定了了其蛋白白质的转转化方向向。如果果有机残残体的CCN比比率小于于251，则被被微生物物分解时时除了吸吸收一部部分氮素素合成本本身的蛋蛋白质，还还释放无无机氮，提提高下茬茬作物速速效氮素素养料水水平。如如果有机机残体CCN比比率大于于251，则被被微生物物分解时时氮素养养分不足足而碳素素有余，有有机质的的氮素将将全部被被微生物物吸收，微微生物还还会将土土壤中的的无机氮氮素有机机化
14、（即即氮素的的生物固固定），降降低土壤壤中速效效氮的水水平。但但CN比率大大的有机机物残体体被微生生物分解解时造成成的速效效氮减少少的不良良影响并并不是长长期存在在的，因因为有机机物分解解过程中中碳素和和氮素有有下列变变化：有有机碳CO2；有机氮氮无机氮氮。对有机机营养的的微生物物来说，产产生的CCO2绝大部部分是一一去不返返的，而而转化的的有机氮氮和无机机氮基本本都是存存留在土土壤中。最终结果是CN比率下降，由大于251下降到小于251，这样有机氮和无机氮的转化方向就倒转过来了。土壤中的的有机磷磷化合物物主要有有磷脂、核核酸和植植酸，土土壤中磷磷脂和核核酸分解解的快，植植酸（肌肌醇六磷磷酸酯
15、的的钙、铁铁盐）成成分分解解的很缓缓慢，因因此逐渐渐积累，可占土壤中有机磷总量的20%-60%。土壤微生物除了矿化有机磷产生磷酸盐供植物直接吸收外，还在土壤和矿质磷肥中难溶性无机磷的可给化中起着不可忽视的作用：（1）微生物产酸提高Ca3PO4和磷灰石的可给性。（2）硅酸盐细菌有转化磷灰石为水溶性磷的作用。一般的，微微生物与与植物的的关系有有互利、中中性、拮拮抗作用用三种。简单的说，中性作用就是微生物和植物生存于同一空间而相互间没有任何有利或有害对方的现象：这在微生物农用方面是没有用处的；而拮抗作用则是微生物和植物间会产生某种互害或偏害的作用。(一) 根际际微生物物根际是微微生物生生长特别别旺盛
16、的的环境，根根表面和和离根表表面5mmm范围围内的微微生物属属根际微微生物。1. 旺盛的的根际微微生物的的代谢作作用加强强了有机机质的分分解，促促进了植植物营养养元素的的转化。微微生物代代谢中产产生的酸酸类，能能促进土土壤磷元元素和其其它矿质质营养的的可给化化。在根根际生活活的固氮氮细菌，对对植物的的氮素营营养起着着重要作作用，植植物根际际提供固固氮细菌菌生活的的良好营营养条件件,固氮氮细菌供供给植物物氮素养养料（即即联合固固氮）。2. 根际微微生物的的分泌物物和微生生物细胞胞的自溶溶物，刺刺激植物物生长。根根际微生生物产生生的维生生素和生生长素类类物质，刺刺激植物物生长是是很突出出的。3.
17、根际微微生物分分泌的抗抗生素类类物质有有利于作作物避免免土居性性病原菌菌的侵染染。（二） 菌根微微生物一些真菌菌和植物物的根以以互惠关关系建立立起来的的共生体体称之为为菌根。根据形形态学和和解剖学学特征一一般将菌菌根分为为两大类类，即内内生菌根根和外生生菌根。外生菌根的真菌在根外形成致密的鞘套，少量的菌丝进入根皮层细胞的间隙中；内生菌根的菌丝体主要存在于根的皮层中，在根外较少。菌根能促进寄主植物的生长，主要原因在于增强了植物对营养物质（特别是磷）和水的吸收。此外，菌菌根能提提高植物物从贫瘠瘠土壤中中吸取养养分的能能力。在在肥料不不足或不不施肥的的土壤中中，菌根根所带来来的效益益更为明明显。菌菌
18、根真菌菌从土壤壤中吸取取水分与与氮、磷磷、钾等等养分输输送给植植物利用用；菌根根真菌能能溶解磷磷酸盐岩岩，以便便于植物物吸收。故故有菌根根的植物物比无菌菌根的生生长得好好。菌根根菌能提提高植物物对毒物物的耐受受能力，扩扩大对湿湿度、ppH等环环境因素素的耐受受范围，提提高作物物的抗逆逆能力。（三） 根瘤菌菌根瘤菌侵侵入植物物根系，与与植物根根部联合合发育形形成根瘤瘤。根瘤瘤内该细细菌具有有固定大大气中氮氮素的能能力，它它通过根根瘤从植植物根部部获得营营养生长长繁殖，并并进行固固氮作用用以满足足植物氮氮素的需需要。根瘤菌生生活在土土壤中时时，和其其它土壤壤微生物物一样依依靠分解解有机质质获得养养
19、料而生生存，这这时它不不固定空空气中的的氮素。当当宿主植植物遇到到适当的的根瘤菌菌时，便便分泌某某些物质质（现已已经知道道其中一一类是黄黄酮类物物质），刺刺激根瘤瘤产生胞胞外寡糖糖胺类物物质（即即结瘤因因子），反反过来使使根毛弯弯曲变形形，根瘤瘤菌侵入入根内皮皮形成入入侵线并并刺激根根部皮层层细胞分分裂成可可见的根根瘤。细细菌随后后进入皮皮层细胞胞变成类类菌体（具具有固氮氮能力而而无繁殖殖能力的的细菌形形态）。根瘤并非非豆科植植物的必必要组织织。在无无根瘤情情况下只只要供给给氮素营营养，豆豆科植物物同样可可以正常常发育。根根瘤菌与与豆科植植物的共共生固氮氮作用是是微生物物和植物物之间最最重要的
20、的互惠关关系，它它对提高高土壤肥肥力和农农作物产产量有重重要作用用。土壤中固固有的有有益微生生物包括括可以释释放刺激激植物生生长的物物质的细细菌和真真菌，也也包括可可以抑制制土壤中中有害微微生物的的生长而而间接作作用的微微生物。微微生物直直接促进进植物生生长的机机制包括括从大气气中固氮氮、增加加铁、磷磷等矿质质元素的的吸收，合合成促进进植物细细胞分裂裂的植物物激素等等；间接接作用的的机制则则是有益益微生物物的生长长阻止了了有害微微生物的的生长（即即抗生现现象），或或由于有有益微生生物耗尽尽了某种种营养或或释放了了某种物物质抑制制了有害害微生物物的生长长。微生物肥肥料具有有肥效高高、本身身无毒害
21、害、不污污染环境境且成本本底、可可节约能能源等特特点。化学肥料料具有以以下特点点：1.速效效性。化化学肥料料含有的的都是一一些处于于易于被被植物吸吸收的状状态下的的化合物物。施用用之后可可被植物物立刻吸吸收利用用，因此此和有机机肥料相相比，化化学肥料料具有肥肥效迅速速的特点点。2.不能能被完全全吸收，残残留于土土壤中。残留的化学肥料在土壤中积累使土壤的结构遭到破坏，使之不利水源涵养及空气的保持。化肥中的磷酸根、硫酸根、硝酸根离子的积累使土壤酸化而不适宜植物生长。3.多余余的化学学肥料流流入江河河，造成成水体营营养的富富余和微微生物的的大量孳孳生，使使水体不不利于水水生生物物的生存存。与化学肥肥
22、料相比比，有机机肥料的的历史要要长得多多。绿肥肥、堆肥肥等有机机肥料曾曾经是农农业生产产的主要要的肥料料。其特特点如下下：1.迟效效性，有有机肥料料因其主主要是植植物残体体或动物物粪便，都都是有机机物质，不不能被作作物直接接吸收利利用。需需要经过过微生物物发酵降降解，使使其变成成可吸收收利用的的物质，这这一过程程是长期期的，不不能迅速速完成，因此有机肥料都是迟效性肥料，对作物生产没有明显的效果。2.清洁洁性，有有机肥料料的施用用不会造造成环境境的污染染，因为为有机物物质都可可被微生生物降解解，不会会留下不不利环境境的因素素。有机肥料料和化学学肥料都都有一定定的局限限性，不不利于农农业生产产。与
23、化学肥肥料、有有机肥料料相比，微微生物肥肥料不仅仅具有肥肥效高、肥肥效长、作作物体内内无残留留毒素、无无副作用用、不污污染环境境、成本本低、经经济效益益高、用用途广泛泛等诸多多优点。更更重要的的是它能能保育、改改良土壤壤，提高高土壤肥肥力，防防止环境境污染和和土壤恶恶化，建建立起高高产的良良好生态态系统，进进而促进进农业的的高产稳稳产。微生物肥肥料的的的特点有有以下几几点：1.微生生物肥料料的核心心是起特特定作用用的微生生物，是是由人工工选育出出来的而而不是随随便分离离的一些些微生物物种类，这这些生产产菌种必必须不断断选育、不不断更新新，有的的菌种还还需要不不断纯化化或复壮壮。2.微生生物肥料
24、料肥效作作用的基基础是活活的微生生物，无无论哪一一种微生生物肥料料都必须须是含有有大量的的纯的、有有活性的的微生物物组成，其其数量和和纯度是是衡量一一个微生生物肥料料质量好好坏的重重要标志志。微生生物肥料料中的特特定微生生物总数数下降到到一定数数量时，其其肥效就就不存在在了。因因此，微微生物肥肥料除了了有数量量标准外外，还有有一定的的有效期期。3.微生生物肥料料中的特特定微生生物必须须经过鉴鉴定，对对人、畜畜、植物物无害。推广和应应用微生生物肥料料对农业业具有重重要意义义：1微生生物肥料料可以有有效的利利用大气气中的氮氮素或土土壤中的的养分资资源。2微生生物肥料料的施用用降低了了生产成成本。微
25、微生物肥肥料必须须是在施施足有机机肥和适适量化肥肥的基础础上施用用，微生生物肥料料还是不不能代替替化肥和和有机肥肥的。3微生生物肥料料能提高高作物产产量、改改善作物物品质。4微生生物肥料料能减少少环境的的污染，在在一定程程度上改改善土壤壤的理化化性质。施肥导致致的环境境污染问问题已越越来越受受人们关关注。我我国主要要湖泊的的富营养养化中，农业污染得因素甚至超过了工业。化肥施入土壤后，除部分被作物吸收利用，还有相当部分通过渗漏、挥发及硝化与反硝化等途径损失，不可避免的对大气、水体和土壤等环境造成污染。而施用微生物肥料就可以减少化肥的用量，同时也将未被作物吸收的部分肥料同化，减少对环境的污染。相对
26、化肥的生产，微生物肥料是利用腐熟有机物作为微生物生活的能源和营养物质，基本上不存在环境污染问题。施用微生生物肥料料减少了了化肥对对土壤养养分、结结构等方方面的不不良影响响，同时时使微生生物的活活动能力力得到加加强，相相对改善善了土壤壤的理化化性质，提提高了土土壤中某某些养分分的含量量和有效效性。目前我国国微生物物肥料的的剂型主主要有草草炭、蛭蛭石粉吸吸附剂型型、颗粒粒型、液液体剂型型、冻干干剂型等等。传统统的液体体剂型、冻冻干剂型型、草炭炭吸附剂剂型等一一般多用用于拌种种或稀释释后施用用，因此此用量较较少。我我国微生生物肥料料的生产产中，质质量标准准问题比比较突出出，主要要是有的的厂家不不严格
27、执执行微生生物肥料料的质量量标准，造造成菌肥肥产品问问题严重重。另外外检测手手段也不不规范，例例如有的的产品检检测方法法还是使使用血球球计数法法来测定定微生物物含量，有有的测含含水量是是烘干不不够，这这些都造造成检测测的不准准确。生产开发发的四个个核心是是：1.优良菌菌种。应该是是在实验验室筛选选、研究究、鉴定定的基础础上选出出来的优优良菌种种，对其其分类、作作用机制制及特性性比较了了解。22.严格格的、符符合微生生物学要要求的生生产工艺艺。培养基基配方、ppH、温温度、通通气量都都应符合合微生物物的要求求。3.吸附剂剂的选择择和灭菌菌。吸附剂剂是固体体微生物物肥料的的载体，是是液体培培养的微
28、微生物的的栖息处处。吸附剂的的选择，必必须遵照照这样的的原则：在一定定时期内内微生物物能在吸吸附剂中中保持其其活力。吸吸附剂应应是具有有一定营营养的、疏疏松的、颗颗粒很小小的、ppH为中中性的物物质（如如不是中中性，使使用前应应调整到到中性）。4.产品品的质量量标准及及质量检检测。常规的选选育方法法是用稀稀释平板板法对样样品进行行分离。其其基本程程序如下下：称取取土样110g，放入入装有小小玻璃珠珠和900ml无菌菌水的2250mml三角角瓶中，振振荡200minn，得到到10-1的土土壤悬浮浮液，静静置300s后用用无菌吸吸管按每每级稀释释10倍倍的顺序序土样的的系列稀稀释液。其其分离稀稀释
29、度是是根据样样品中待待分离的的微生物物数量来来决定的的。因此此可先做做预备实实验寻找找合适的的稀释度度，为大大量分离离提供依依据。稀稀释后，取取稀释液液0.11ml加加到各种种分离培培养基平平板上，以以玻璃刮刮铲涂匀匀，放置置1h后将平平板倒置置培养。一一般来说说在377下细菌菌培养112-224h、放线线菌培养养4-55d、真菌菌培养77d左右即即可取出出挑菌。根瘤菌等等共生性性微生物物的分离离可用根根瘤等的的组织匀匀浆稀释释后在平平板上培培养纯化化。分离的菌菌株还要要经过筛筛选确定定其有效效性。通通常的筛筛选方法法是将入入选菌株株放入含含有底物物的培养养基中培培养，检检测其生生物活性性的强
30、度度。解磷磷、钾的的微生物物就检测测微生物物对难溶溶性钾、磷磷的分解解情况，固固氮微生生物就检检测其固固氮酶的的活性。其其它的微微生物也也依照其其用途相相应的设设置检测测程序检检测选出出高效的的菌株供供生产使使用。微微生态制制剂是复复合微生生物肥料料的一种种。这种遗传传选育有有两类，一一是人工工诱变技技术、一一是基因因工程技技术。对微生物物肥料菌菌株的性性能测定定主要有有：微生生物固氮氮或解磷磷、钾能能力的测测定；微微生物活活力（对对生长因因子等的的需求）的的测定；微生物物分泌物物的测定定等。基因工程程技术用用于菌种种选育，其其目的性性更强，更更有效。这种技术是建立在对菌株基因的深刻了解的基础
31、上的。通常微生物的功能性基因是以基因簇的形式存在，对微生物功能基因簇克隆分离，然后重组到优良载体菌中，可以得到功能强大的工程菌。载体菌一般应具有这样的特点：能顺利表达外源基因；利于大量发酵生产；抗逆性能强大；能和作物共同生长。菌种保存存是为了了控制微微生物代代谢和繁繁殖，使使其处于于不活泼泼状态而而又不死死亡，以以减少或或防止菌菌株的突突变或退退化，保保持其原原有性状状。与高高等生物物相比，微生物的遗传稳定性较低、变异性大，常引起菌种的退化。依据菌株本身的生物学特性采用不同的保存方式成为菌肥开发的重要部分。菌种保藏的原理大同小异，主要是使微生物处于有利的休眠环境下，如干燥、低温、缺氧、缺乏营养
32、或添加保护剂、酸度中和剂等。一种有效的保藏方法首先要保证微生物长期保持其优良性状，同时还要考虑方法的简便和经济。分离后的的微生物物，如果果要进行行其它的的试验或或进一步步的选育育，就要要对其短短期保存存。主要要的原则则是，尽尽量减少少传代次次数、不不长期在在同一种种斜面上上传代。如菌株退化较快，应进行必要的育种或将菌悬液混入消毒土壤（湿度为50-70%）培养一段时间后再分离出来以防退化。对生产用用菌株或或优良菌菌株需要要长期保保藏，方方法有以以下几种种：1.沙土土管保存存。使用用时直接接挑沙土土接种于于斜面。沙沙土管封封存后仍仍可继续续使用。此此方法对对长孢子子或芽孢孢的微生生物效果果较好，一
33、一般可保保存3年年左右，但但是不适适于保存存无芽孢孢或无孢孢子的微微生物。2.甘油保存。这种方法对无芽孢或孢子的微生物也适宜。3.麦麸麸保存。本本法对真真菌保存存效果好好，使用用时挑少少量麦麸麸接种新新鲜斜面面，可多多次使用用。4.冻干干保存。在冰箱或室温下保存。本法可保持菌株活性达5年以上。5.液氮氮保存。使用时在常温下缓慢解冻，转管使用。本法可保存菌株达5年以上。菌肥生产产有两种种类型：液体发发酵和固固体发酵酵。1. 液液体发酵酵。一般流流程为：保藏菌菌种 斜斜面菌种种培养 种子子培养 扩大大培养 发酵培培养 菌剂制制备。2.固体体发酵。常用饼土土母剂培培养法，培培养饼土土母剂的的技术要要
34、点是：饼粉要要细，拌拌土要匀匀，以利利于微生生物生长长；控制制水分与与通气的的矛盾；配料灭灭菌后降降温至440接种，接接种量不不宜太小小（饼土土母剂的的1/110），使使菌体尽尽快生长长。这种种方法设设备要求求简单、投投资少，可可就地生生产，就就地使用用。微生物肥肥料有液液体菌剂剂和固体体菌剂两两种基本本剂型。固固体菌剂剂中吸附附剂是决决定微生生物肥料料质量的的重要因因素之一一。在生生产固体体菌剂时时，微生生物附在在吸附剂剂上，由由其提供供必要的的生存环环境。总总的说来来优质菌菌剂应具具备这样样的特点点：必须须是一个个好的菌菌体载体体，尽管管已有220多种种载体物物质，但但最好的的载体仍仍是草
35、炭炭：对菌株株具有良良好的保保护性能能，保证证接种到到种子或或土壤中中后有足足量的活活菌；保保存期间间菌株的的死亡率率要低，也也即要求求菌剂有有高度的的保水和和通气性性能，使使用能保保湿又能能透气的的聚乙烯烯软膜袋袋一类的的材料包包装。具体的说说选用吸吸附剂的的原则是是材料要有有高保水水性和持持水量、加加入水分分时不发发热、理理化性质质均一、可可被降解解、pHH中性或或易调节节酸碱度度等等。草炭，又又叫泥炭炭、草煤煤、土煤煤、草筏筏子。各各种植物物残体在在水份过过多、通通气不良良、气温温较低的的条件下下，未能能充分降降解，经经过多年年积累形形成的不不易分解解的有机机物堆积积层，就就是草炭炭，这
36、种种堆积层层通常混混有大量量泥沙等等矿物质质。草炭炭主要由由三类物物质构成成：未完完全分解解的植物物残体；腐殖质质；矿物物质，其其中前两两者占550%以以上，构构成草炭炭的主体体。目前应用用最广泛泛的有以以下几种种：（1）固固体菌剂剂：这种种菌剂以以湿润草草炭菌剂剂为主。发酵好的菌液按一定浓度和湿度与细草炭混合，拌匀后封存于塑料袋内。草炭细度要求在80目以上，其细度越大，吸附能力越强。这是国际上最常用的一种菌剂。（2）液液体菌剂剂：发酵酵菌液直直接分装装，以矿矿物油等等封存。但但是保存存时间不不长，常常用于实实验室接接种或直直接施用用。（3）浓浓缩冷冻冻液体剂剂型：这这是用高高度浓缩缩的菌液液
37、（10012/ml）分分装后快快速冷冻冻，并借借助干冰冰保存在在冷冻状状态下，至至少可保保存9个个月。需需要在224h内一次次性融化化后稀释释施用。（4）颗颗粒型接接种剂：20目目-500目的草草炭与高高浓度菌菌液混合合，使草草炭含水水量从原原来的77-8%上升到到32-34%。采用用这种剂剂型通常常都是为为了避免免粉状剂剂型拌种种时与杀杀菌剂、化化学肥料料直接接接触或者者为了提提高微生生物肥料料的施用用效果。其用量较粉状剂型大得多。通常将能能还原分分子态氮氮的微生生物统称称为固氮氮微生物物，目前前发现的的固氮微微生物都都是原核核生物。从1888年Beijerinck首次纯化分离到固氮微生物以
38、来，已知有固氮功能的微生物种类很多，其共同特点是当环境中缺少化合态氮时都能进行固氮作用。依据微生物固氮时和高等植物的关系可以将固氮微生物分为三大类：一类是和高等植物共生固氮的，称为共生固氮菌，例如与豆科植物共生结瘤的各种根瘤菌，与非豆科树木共生的Frankia菌；另一类是单独生活固氮的微生物，即自生固氮菌；第三类是二十世纪七十年代发现的可与多种作物根部形成松散联合共生关系的固氮微生物，通常称之为联合固氮微生物。某些微生生物在土土壤或培培养基中中独立生生活时，能能固定空空气中的的N2，将它它们转化化为氨，并并进一步步合成氨氨基酸和和蛋白质质，这样样的固氮氮作用称称为自生生固氮作作用。能能进行这这
39、一作用用的微生生物称为为自生固固氮微生生物。联合固氮氮作用成成为近几几十年来来的研究究热点，它指的是一些微生物在植物根际、根表或根的皮层细胞中取得定居环境和必要的养料进行生物固氮，将其固氮产物供给植物利用的现象。这种联合固氮体系是自生固氮和共生固氮体系的中间类型，固氮细菌与相应联合的植物之间具有较密切的相互作用。在这种固氮体系中固氮细菌与植物不形成特异的共生结构（如根瘤），固氮微生物能进行弱的自生固氮，在与植物共栖时表现出更强烈的固氮活性，且能快速的将固氮产物供给植物。雀稗和马马唐 雀稗是是热带CC4草本植植物，它它与固氮氮细菌联联合固氮氮的研究究进行的的最早。与与雀稗联联合固氮氮的雀稗稗固氮
40、菌菌对雀稗稗有高度度的专一一性。雀雀稗固氮氮菌定居居于雀稗稗根皮层层内，马唐是热热带的一一种重要要牧草，通通常与马马唐联合合的固氮氮细菌是是固氮螺螺菌，该该类细菌菌同样是是栖居于于根皮层层内。（四）影影响联合合固氮作作用的因因素：11.季节和和一天中中固氮酶酶活的变变化。22.温度。33.化合态态氮。此此外，氧氧分压、氧氧化势、植植物品系系都对联联合固氮氮有影响响。根瘤菌是是泛指土土壤中存存在的一一些能和和豆科植植物共生生固氮的的土壤杆杆菌，属属于根瘤瘤菌科（Rhizobiaceae）的不同属。根瘤菌，G-，在培养条件下呈杆状，有鞭毛，能运动，无芽孢。细胞外有荚膜。根瘤菌是化能异养型微生物。根
41、瘤菌生长速度不一，据此可将其分为分为快生根瘤菌和慢生根瘤菌。根瘤菌能够利用各种无机氮化物（NH4+、NO3-等），在含植物性氮素的情况下生长更好。纯培养条件下也能自生固氮。根瘤菌还需要多种灰分营养，对磷素要求较多，还需要铁、钙、镁、钼等元素。此外，根瘤菌是好气性微生物，适合中性或微碱性条件下（pH6.5-7.5）生长，培养的最适温度为25-30。瘤菌共生生固氮是是有一定定专一性性的。豆豆科植物物与根瘤瘤菌的特特异性识识别、侵侵染与结结瘤，一一种根瘤瘤菌只在在某一种种或几种种豆科植植物上结结瘤，反反之一种种豆科植植物只允允许一种种或几种种根瘤菌菌在其根根部结瘤瘤，这种种组成即即互接种种族。在在同
42、一互互接种族族内的植植物可以以相互利利用其根根瘤结瘤瘤。这种种分类是是一个相相对的概概念，互互接种族族之间也也有可能能发生共共生结瘤瘤的现象象。但不不能就判判断能共共生固氮氮，结瘤瘤只是固固氮的一一个必要要条件。根瘤菌的的侵染过过程大致致可以分分为：根根瘤菌向向植物根根系的趋趋化作用用；细菌菌接近根根瘤后与与根毛表表面的特特异性吸吸附；细细菌进入入根内，形形成入侵侵线；根根瘤发育育；细菌菌从入侵侵线进入入根瘤繁繁殖；转转化为类类菌体；豆血红红蛋白出出现，开开始共生生固氮。根瘤可从从形态上上划分为为两种类类型，即即不定形形根瘤（indeterminate nodule）和定形根瘤（determi
43、nate nodule）。不定形根瘤是快生型根瘤菌在温带豆科植物根上形成的。定形根瘤是慢生型根瘤菌在热带豆科植物根部形成的。总之自生生固氮菌菌类微生生物的抗抗氧措施施极简陋陋，导致致固氮效效率极低低。在根根瘤的共共生体系系中，豆豆血红蛋蛋白担负负起了调调节固氮氮体系OO2浓度的的功能。豆豆血红蛋蛋白由寄寄主植物物细胞合合成的蛋蛋白部分分和类菌菌体合成成的血红红素两个个部分组组成。固氮作用用中的另另一因子子氢化化酶也对对固氮作作用有重重要意义义。农业生产产中对菌菌剂的要要求一是是有效，二二是成本本低，三三是运输输方便。因因此常用用简易生生产法和和工业化化生产法法。根瘤瘤菌肥常常用的剂剂型有琼琼脂
44、菌剂剂、液体体菌剂、矿矿油菌剂剂、蛀石石菌剂及及草炭菌菌剂等多多种。根瘤菌肥肥效果有有三个影影响因素素，一是是优良的的菌种，二二是优质质菌剂，三三是有效效的接种种技术。根根瘤菌剂剂的接种种要保证证接种的的有效性性。目前应用用较多的的接种方方法是种种子直接接拌种、沟沟施、种种子丸衣衣化等。接种到土土壤中的的菌株应应具备这这样的条条件：对对寄主植植物亲和和性好；能早期期侵染结结瘤；与与土著根根瘤菌有有较强的的竞争能能力；对对无机氮氮化物敏敏感度小小；具有有一定的的抗逆能能力。这这是在菌菌株选育育时须考考虑的。作为生产用根瘤菌，还应具有稳定性好的特性。即根瘤细菌须在较长时间内保持其优良性状在一定范范
45、围内光光照强度度与结瘤瘤量及其其固氮活活性成正正比。光光在共生生固氮中中的作用用，主要要是通过过作物的的光合作作用影响响根瘤的的糖类供供应，光光合作用用强则光光合产物物多，供供给固氮氮体系的的能量也也大，根根瘤的固固氮作用用随之增增强。当土壤中中含磷量量低时，根根瘤菌虽虽能进入入植物根根部，却却不能形形成根瘤瘤。但是是因为过过磷酸钙钙中的游游离酸对对根瘤菌菌有毒害害作用，根瘤菌不宜与过磷酸钙混施。一些微量元素，如钼、硼等也都是共生固氮时必须的，缺钼使根瘤无活性，缺硼也使大多数根瘤成为无效根瘤。弗兰克氏氏菌（FFrannkiaa）是一种种能与非非豆科植植物共生生结瘤固固氮的放放线菌。它它能与木木
46、本双子子叶植物物共生固固氮，这这类植物物统称为为放线菌菌结瘤植植物。FFrannkiaa分布广广，固氮氮能力强强。引入入hupp基因的的根瘤菌菌对植物物的影响响性好，是是陆生生生态系统统中重要要的供氮氮系统。19644年Becckinng在透透射电子子显微镜镜下观察察到Allnuss gllutiinossa根瘤瘤内生菌菌是具有有原核的的分枝菌菌，确定定其为放放线菌，并并命名为为Fraankiia菌属属。共生生固氮放放线菌FFrannkiaa有其特特定的寄寄主范围围，它仅仅与木本本双子叶叶植物共共生结瘤瘤固氮。Frannkiaa属是指指所有能能与植物物共生结结瘤固氮氮的一类类放线菌菌。Fran
47、nkiaa形态特特征：这类微微生物在在生长繁繁殖过程程中一般般出现三三种细胞胞形态：营养菌菌丝体、孢孢子和泡泡囊。菌菌丝分枝枝，有隔隔膜，GG+，无鞭毛毛。形成成泡囊是是Fraankiia的一一个重要要特征。泡泡囊是固固氮酶存存在的场场所，其其数量与与外界化化合态氮氮的浓度度有关，在在培养条条件下当当缺乏化化合态氮氮时大多多数菌株株都有产产生泡囊囊。通常常无气生生菌丝，液液体培养养中培养养体呈絮絮状沉淀淀。Frannkiaa能利用用的氮源源主要有有氨基酸酸、尿素素、硝酸酸盐、腺腺嘌呤、尿尿嘧啶、氨氨气、氮氮气。NNH4Cl和酪酪蛋白水水解物是是Fraankiia很好好的氮源源。Frrankki
48、a在在纯培养养时能稳稳定地固固氮，在在无氮培培养基中中诱导产产生的泡泡囊中富富含固氮氮酶，其其特殊的的囊壁结结构也具具有良好好的防氧氧性能。氮气在泡囊中被还原成NH4+后被送到菌丝中由谷酰胺合成酶（GS）同化成Gln（或Glu）。依据Frrankkia侵侵染时与与寄主植植物的关关系，可可将Frrankkia划划分为四四个接种种群：赤杨、杨杨梅类群群；胡颓子子类群；木麻黄黄和杨梅梅类群；胡颓子子和杨梅梅类群。每每个类群群的Frrankkia都都只能专专一性在在特定类类群的寄寄主植物物根系共共生结瘤瘤，其中中杨梅根根瘤的FFrannkiaa侵染范范围很广广，在类类群均能能侵染。在在侵染方方式上类群群是从根根毛侵入入，类群从从细胞间间侵入，而而类群的的侵染模模式介于于类群群和类群之之间，既既可从根根毛侵入入又可从从细胞间间侵入。在放线菌菌根瘤中中氧气的的调节主主要有三三个因素素：根瘤瘤细胞的的木栓化化程度、泡泡囊的存存在与否否及其细细胞壁的的厚度、血血红蛋白白的含量量。5.环境境条件对对结瘤固固氮的影影响：温度：225是结瘤瘤固氮的的最好温温度，温温度低于于15结瘤固固氮能力力均大大大降低。光照：Frankia固氮所需的能量来自宿主植物的光合产物。光照条件是影响根瘤固氮活性的重要因素。化合态氮：化合态